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2017 年度 実施状況報告書

Ca2+流入異常を介した核-細胞質システム破綻による細胞死メカニズムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K09666
研究機関東京大学

研究代表者

山下 雄也  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任研究員 (20431843)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードADAR2 / AMPA受容体 / RNA編集 / カルパイン / 筋萎縮性側索硬化症 / 神経細胞死 / 核膜孔複合体(NPC) / 核-細胞質輸送
研究実績の概要

我々は、AMPA受容体を介したカルシウムイオン透過性の亢進が孤発性筋萎縮性側索硬化症(ALS)の病態に繋がること、その過程でカルシウムイオン依存性プロテアーゼであるカルパインの活性化やTDP-43の病理形成に関与することを孤発性ALSの分子病態モデルマウスである、RNA編集酵素adenosine deaminase acting on RNA 2 (ADAR2)のコンディショナルノックアウト(AR2)マウスの解析から明らかにした。孤発性ALSの分子病態モデルであるAR2マウスでは、AMPA受容体を介したカルシウムイオン透過性の亢進で、運動ニューロンに変性・脱落が起き、その過程でローターロッドやグリップ力(行動解析)を指標とした運動機能が低下する。AR2マウスの行動解析が低下する以前に、脊髄運動ニューロンの核に核内空胞を見出し、この核の機能異常が核膜孔複合体(Nuclear pore complex: NPC)と核-細胞質輸送システムの破綻をきたし、細胞死に繋がるカスケードの一部であることを見出した。さらにAR2マウスの脊髄運動ニューロン死の指標としてコリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)抗体陽性の運動ニューロン数と細胞体のサイズが相関することを見出した。現在、上記の細胞死カスケードの過程において、NPCの構成分子であるヌクレオポリンの一つがTDP-43を含む凝集体と共在することをAR2マウスの脊髄前角領域で見出したので雑誌論文に投稿準備中である。今後はこれらの変化から細胞死に繋がるカスケードをさらに詳細に調べる予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

AR2マウスを用いて、Ca2+流入に伴い核-細胞質輸送システムが破綻することによる、細胞死に繋がるカスケードの一部を見出した。さらに細胞死の指標を見出し、新たに細胞死カスケードの過程において、NPCの構成分子であるヌクレオポリンの一つが凝集体と共在することを見出したので雑誌論文に投稿準備中である。

今後の研究の推進方策

Ca2+流入に伴いカルパインが活性化され、核-細胞質輸送システムが破綻することを見出した。今後は、これらの変化がどのように関連して神経細胞死を引き起こすのか、それらのカスケードを更に検討し、孤発性ALSの病態解明と治療法の開発を行いたいと考える。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 孤発性ALSの病態と治療-AMPA受容体阻害薬による筋萎縮性側索硬化症治療の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      赤松恵, 山下雄也, 郭 伸
    • 雑誌名

      神経治療学

      巻: 34-2 ページ: 86-94

    • オープンアクセス
  • [学会発表] SEARCH FOR ALS-ASSOCIATED EXTRACELLULAR RNA AS A BIOMARKER2017

    • 著者名/発表者名
      1.Takashi Hosaka, Takenari Yamashita, Naoki Hirose, Sayaka Teramoto, Akira Tamaoka, Shin Kwak
    • 学会等名
      WCN2017: XXIII World Congress of Neurology
    • 国際学会
  • [備考] 東京大学大学院医学系研究科 郭 研究室

    • URL

      http://square.umin.ac.jp/teamkwak/

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公開日: 2018-12-17  

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